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Artículo de investigación ISSN: 2007-9559 Revista Mexicana de Agroecosistemas Vol. 4(2): 91-102, 2017

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CONCENTRACIÓN MINERAL EN ETAPAS DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL

MEZCAL EN TRES ESPECIES DE Agave1

[MINERAL CONCENTRATION IN MESCAL PROCESS STAGES IN THREE Agave

SPECIES]

Vicente Arturo Velasco Velasco§, Karen del Carmen Guzmán Sebastián, Mario Jiménez Ruíz, Judith Ruiz

Luna, José Raymundo Enríquez del Valle

Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca (ITVO), Ex hacienda de Nazareno, Xoxocotlán, Oaxaca. Tel. (951)

5170444/5170788. C.P. 71230. ([email protected], [email protected], [email protected],

[email protected]). §Autor para correspondencia: ([email protected]).

RESUMEN

El proceso de elaboración de mezcal artesanal incluye las etapas de cosecha de tallo o piña,

horneado o cocción de la piña, molienda, fermentación y destilación. En la presente investigación

se cuantificó el K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Na, Pb y Cd en algunas etapas de obtención de

mezcal artesanal, a partir de Agave angustifolia, A. karwinskii y A. americana, en Santa Catarina

Minas, Oaxaca durante los meses enero a abril del 2009, para evaluar el comportamiento de los

minerales durante el proceso de acuerdo a la NOM-142-SSA1-1995. Las muestras obtenidas en

las etapas de cosecha, horneado, fermentación, destilación y suelos donde crecieron las especies

se analizaron mediante la técnica de Espectrofotometría de Absorción Atómica y de flama para

determinar el contenido mineral. Los resultados obtenidos fueron en general símiles en las tres

especies de Agave, el P, K, Ca, Mg, Mn, Zn y Cd presentaron una concentración decreciente

durante el proceso, su contenido disminuyó hasta 90% en el destilado. El Cu y Zn en destilados

se encuentran dentro del límite establecido para su consumo. El Cu, Na, Fe, Mn y Zn del agua

utilizada están dentro del límite permisible, el Cd y Pb reportan valores superiores.

Palabras clave: Agave americana, Agave angustifolia Haw, Agave karwinskii, mezcal artesanal,

Santa Catarina Minas.

ABSTRACT

The process of making craft mezcal includes the stages of harvesting of stem or “pineapple”,

baking or cooking pineapple, grinding, fermentation and distillation. In the present investigation

the K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Na, Pb and Cd were quantified in some stages of obtaining

mescal from Agave angustifolia, A. karwinskii and A. americana, in Santa Catarina Minas,

Oaxaca during the months January to April 2009, in order to evaluate the minerals behavior

during the process according to NOM-142-SSA1-1995. Samples obtained in the harvesting,

baking, fermentation, distillation and soils where the species were grown were analyzed using the

Atomic Absorption and Flame Spectrophotometry technique to determine the mineral content.

The results were generally similar in the three species of Agave, the P, K, Ca, Mg, Mn, Zn and

1 Recibido: 11 de febrero de 2017.

Aceptado: 20 de junio de 2017.

mailto:[email protected]






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Cd presented a decreasing concentration during the process, its content decreased to 90% in the

distillate. The Cu and Zn in distillates are within the limit established for their consumption. The

Cu, Na, Fe, Mn and Zn of the water used are within the allowable limit, however the Cd and Pb

report higher values.

Index words: Agave americana, Agave angustifolia Haw, Agave karwinskii, craft mescal, Santa

Catarina Minas.

INTRODUCCIÓN

En el estado de Oaxaca se han identificado 23 especies y variedades de agaves cultivados y

silvestres, sus tallos son empleados como materia prima para la fabricación del mezcal. Las cinco

especies más importantes, destaca el maguey “Espadín” (Agave angustifolia Haw) al acumular

casi el 60% del inventario magueyero de la Región del Mezcal (ICAPET, 1999; Chagoya, 2004),

el Agave potatorum, y otros de nombre común, coyote (Agave americana L.), barril (Agave

karwinskii ) y tepextate (Agave marmorata Roezl.), estas últimas especies son silvestres (León et

al., 2013). Crecen generalmente en suelos pedregosos (García-Mendoza et al., 2004), adaptadas a

condiciones de aridez (Granados, 1993). El maguey tiene diversos usos, esto es, en la elaboración

alimentos, bebidas, papel, calzado, medicina, hamacas, redes y en la construcción (Blomberg,

2000).

En las plantas de Agave, el abastecimiento de nutrientes es esencial para la eficiencia de sus

procesos metabólicos y productividad (Enríquez, 2008). Estas especies son monocarpicas, que

producen flores y frutos solo una vez en su vida, después mueren. Cuando una planta de agave

está cercana a iniciar el desarrollo reproductivo sexual, incrementa la acumulación de

carbohidratos en forma de fructanos en su tallo, que es la materia prima utilizada para la

obtención del mezcal (Molina-Guerrero et al., 2007). El proceso de elaboración de mezcal

artesanal incluye las etapas de cosecha de piña, horneado o cocción de la piña, molienda,

fermentación y destilación (Vera et al., 2009; León et al., 2013). El destilado resultante del

proceso se compone principalmente de acetales, ácidos orgánicos, alcoholes, cetonas, aldehídos,

ésteres y ácidos, que le confieren sus características organolépticas. Pero el producto final puede

contener otras sustancias que no definen al producto, pero si afectan su calidad. Los procesos que

incluyen la aplicación de altas temperaturas en alimentos ya sea de origen agrícola o pecuario a

nivel industrial o artesanal (Moncada y Gualdrón, 2006), provocan modificaciones en el

contenido de los nutrientes (Suárez et al., 2004). El presente trabajo tiene el objetivo de

determinar el contenido de K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Na, Pb y Cd en algunas etapas del

proceso de obtención del mezcal artesanal, a partir de materia prima de Agave angustifolia

(maguey espadín), A. karwinskii (maguey largo) y A. americana (maguey canastudo), y de los

suelos donde crecen estas especies en la comunidad de Santa Catarina Minas, Oaxaca. Lo

anterior para evaluar su comportamiento durante el proceso de elaboración de acuerdo a lo

establecido en la Norma Oficial Mexicana (NOM-142-SSA1-1995).

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación del área de estudio

La investigación se realizó en una destilería (palenque) en la que se produce mezcal artesanal, en

la localidad de Santa Catarina Minas, Ocotlán, Oaxaca. Se localiza en la parte central del estado


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de Oaxaca, en las coordenadas 16º 47´ de longitud oeste y 96º 38´ de latitud norte, a una altitud

de 1560 m. Su distancia aproximada a la capital del estado de Oaxaca es de 40 km (INEGI,

2005).

Obtención de muestras

El proceso de elaboración de mezcal artesanal incluye la etapa de cosecha de piña, horneado o

cocción de la piña, molienda, fermentación y destilación. La recolección de muestras se realizó

en las etapas de cosecha, horneado, fermentación y destilación (Figura 1).

Figura 1. Obtención de muestras en las diferentes etapas del proceso de elaboración de mezcal

artesanal en un palenque de Santa Catarina Minas, Ocotlán. A) Piña cruda, B) piña cocida,

C) barricas de fermentación, D) destilación.

En la etapa de la cosecha se tomó una muestra compuesta de suelo de los sitios donde fueron

extraídas las plantas de las tres especies de Agave, también en esta etapa se obtuvo la muestra de

piña cruda, al extraer 100 g de la parte media. Posterior a la etapa de cocción de la piña, se

tomaron las muestras de piña cocida. Las muestras de fermento se recolectaron al final de esta

etapa en los cuatro puntos cardinales dentro de las tinas. La muestra de mezcal se obtuvo durante

la destilación, así como el mezcal de punta, que consiste en la primera fracción de la destilación,

característico por contener el mayor grado de alcohol; y la fracción de la destilación denominada

mezcal de cola, que es el destilado final con menor grado de alcohol. También se obtuvo una

muestra de mezcal, ajustado empíricamente (rebajado) a 45º de alcohol por el productor, al

mezclar diferentes proporciones de fracciones de destilado, de tal manera que quede listo para

envasar. Finalmente del pozo que abastece de agua para las actividades del proceso de

elaboración de mezcal se obtuvo una muestra.


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Determinación de minerales

Las determinaciones de los minerales fueron realizadas en el Laboratorio de Diagnóstico

Ambiental del Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca. La cuantificación de los minerales en

el suelo (P, K, Na, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Pb y Cd) se realizó siguiendo lo establecido por la

“NOM-021-RECNAT-2000 (2002). El análisis de los minerales P, K, Na, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn,

Zn, Pb y Cd se realizaron de acuerdo al manual de procedimientos analíticos para análisis de

suelos y plantas (Etchevers, 2001).

RESULTADOS

Contenido mineral de los suelos donde crecen las plantas de Agave

En general los suelos donde crecen el Agave karwinskii, A. angustifolia Haw y A. americana

según la NOM- 021-RECNAT-2000, son de nivel bajo de P (Bray y Kurtz). El K y Ca se

encuentran en un nivel medio para el Agave karwinskii y A. americana, y alto en A. angustifolia

Haw. El Mg se encuentra en niveles altos para las tres especies de Agave analizados, están dentro

del intervalo normal para los suelos (Ortega, 1987). En cuanto a los microelementos, el Cu se

encuentra en un nivel adecuado para las tres especies de Agave al igual que el Fe, Mn, Zn y Cd

(Cuadro 1).

Cuadro 1. Concentración de minerales en suelos donde crecieron las diferentes especies de

Agave.

Especies de

Agave en el

suelo

P Na K Ca Mg Cu Fe Mn Zn Cd Pb

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - mg kg-1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

angustifolia 12.30 55.20 602.17 5272.52 387.78 0.16 3.29 6.36 0.54 0.93 0.03

angustifolia 16.30 50.60 304.99 1589.17 764.61 0.69 20.03 14.55 1.88 1.87 0.04

angustifolia 16.30 89.70 160.32 1390.77 768.26 0.60 16.53 14.84 1.63 1.80 0.05

karwinskii 8.60 50.60 238.52 1468.93 1007.73 0.68 20.85 14.78 0.94 0.51 0.02

karwinskii 21.90 52.90 226.79 1452.90 689.25 0.79 18.38 14.89 1.63 0.51 0.02

americana 7.30 48.30 132.95 1739.47 1098.90 0.49 16.05 14.54 0.93 0.43 0.02

�̅� 13.78 57.88 277.62 2152.29 786.09 0.57 15.86 13.33 1.26 1.10 0.30

S 4.20 17.41 188.27 1671.26 275.92 0.22 7.06 3.72 0.55 0.69 0.01

C.V. 30.48 30.08 67.82 77.65 35.10 38.60 44.51 27.91 43.65 62.73 3.33

�̅�= media; S= desviación estándar, C.V. (%)= coeficiente de variación.

Concentración de minerales en piña cruda de Agave (cosecha)

Al tallo y base de las hojas de las plantas de agave se le denomina piña, y ésta es la materia prima

que se utiliza para la elaboración del mezcal. En las piñas seleccionadas se identificó que el

elemento con mayor concentración fue el Ca (28594.0 mg kg-1) en piñas de A. karwinskii. Estos

resultados coinciden con Cruz et al. (2013) en investigaciones realizados con piñas de A.

karwinskii y A. angustifolia. De los microelementos, en el A. americana se identificó la

concentración más alta de Cu (16.4 mg kg-1), Fe (122.4 mg kg-1), Mn (47.7 mg kg-1), Zn (71.5 mg

kg-1) y Pb (1.6 mg kg-1). El A. karwinskii mostró los mayores valores de K, Ca y Mg; el A.

angustifolia obtuvo la mayor concentración de Na, Cd y Pb; y el A. americana obtuvo el mayor

contenido de P, Cu, Fe, Mn y Zn (Cuadro 2).


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Cuadro 2. Contenido de minerales en muestras de piña cruda.

Agave

Piña cruda (mg kg-1)


karwinskii �̅� 692.7 228.2 11046.9 28594.0 9572.5 2.9 8.1 18.4 44.4 0.70 0.42

S 419.1 11.9 9201.1 10215.8 4663.7 0.6 14.7 14.6 12.7 0.43 0.37

angustifolia �̅� 723.4 228.5 7517.3 13245.3 2414.4 3.6 29.2 15.0 53.5 1.00 1.90

S 1124.9 36.8 6788.7 10362.8 2950.9 2.2 43.0 20.8 45.6 0.36 1.20

americana �̅� 2142.5 187.8 8102.3 20721.6 4760.1 16.4 122.4 47.7 71.5 0.40 1.60

�̅�= media de las muestras, S= desviación estándar.

Concentración mineral en piñas cocidas de Agave (cocción)

La cocción de las piñas de agave se realiza en hornos rústicos, que son excavaciones en el terreno

en forma de cono truncado, de aproximadamente 6 m de diámetro superior, 5 m de diámetro

inferior y 1.5 m de profundidad. Los materiales que están en contacto con la materia prima de

agave durante el procedimiento de cocción podría ser un factor que aporta elementos minerales

que se incorporan al agave cocido. El objetivo de someter las piñas de agave a cocción húmeda,

es para hidrolizar los polisacáridos fructanos y producir azucares reductores (Bautista et al.,

2001; Zamora et al., 2010), principalmente fructosa, y una pequeña proporción de glucosa.

Los minerales en las piña cocidas presentaron variación en sus concentraciones. Dentro de los

macroelementos, el Ca se encontró en cantidades altas en Agave karwinskii, Agave angustifolia

Haw y Agave americana (2,026.9, 1446.5 y 1882.1 mg L-1 respectivamente) y el Na en

cantidades bajas para las tres especies (129.7, 206.3 y 141.9 mg L-1). En las piñas cocidas se

observó que de los microelementos el Cd reportó los valores más bajos en las tres especies (0.12,

0.24 y 0.07 mg L-1 en A. karwinskii, A. angustifolia y A. americana respectivamente). El Cd

mostró las variaciones más altas en A. angustifolia (C.V.= 182.9) y el Pb la variación más alta en

A. karwinskii (C.V.= 104.9) y A. americana (C.V.= 87.9) (Cuadro 3).

Concentración en fermento de Agave (fermentación)

El maguey cocido se coloca en una superficie de concreto a nivel del piso, para someterla a

molienda. La molienda es para exponer los azúcares a microorganismos que producen la

fermentación del mosto de agave. El material cocido y molido es colocado en tinas de

fermentación de aproximadamente 1,200 l en volumen, fabricadas de madera. En las muestras de

los fermentos obtenidos de cada especie, se observó que dentro de los macroelementos, el Mg es

el elemento que presentó mayor concentración (774.2 mg L-1), y el P la menor (55.3 mg L-1) en el

A. karwinskii. En el A. angustifolia el Ca presentó el valor más alto (684.9 mg L-1), y el P

presentó el mínimo (95.3 mg L-1). En fermentos de A. americana, el Mg presentó el valor más

alto (875.4 mg L-1), mientras que el Na fue el valor más bajo (123.9 mg L-1).


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Cuadro 3. Contenido de minerales en muestras de piña cocida.

Minerales en piña cocida (mg L-1)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Agave karwinskii - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -


Min 54.9 76.9 467.9 1222.3 896.1 0.12 5.1 1.6 2.5 0.06 0.02

Max 296.4 245.9 2272.5 3523.0 2112.9 0.51 25.7 8.6 23.9 0.2 0.62

�̅� 138.7 129.7 1000.5 2026.9 1514.6 0.23 16.9 4.8 21.6 0.12 0.19

S 93.7 55.8 622.4 791.6 433.7 0.13 6.4 2.9 8.3 0.06 0.20

C.V. 67.6 43.0 62.2 39.1 28.6 55.40 38.1 60.3 38.3 48.5 104.90

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Agave angustifolia Haw - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Min 715.6 186.5 567.0 1360.5 616.7 0.68 17.9 6.2 15.2 0.16 1.02

Max 2692.

6 455.8 1355.9 3047.8 1186.9 0.68 17.9 8.9 19.1 1.82 1.68

�̅� 474.9 206.3 661.5 1446.5 684.6 0.35 9.7 3.7 7.16 0.24 0.48

S 653.0 110.3 326.4 588.5 284.7 0.19 3.9 2.2 5.2 0.44 0.45

C.V. 137.5 53.5 49.3 40.7 41.6 55.5 40.9 61.9 73.2 182.90 93.00

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Agave americana - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Min 338.8 106.2 397.5 1610.8 1144.7 0.32 2.7 2.7 2.9 0.06 0.12

Max 833.3 173.2 704.1 2410.1 1613.8 0.7 15.8 6.6 4.6 0.08 0.74

�̅� 521.2 141.9 502.5 1882.1 1326.1 0.49 9.8 4.1 3.9 0.07 0.37

S 271.5 33.7 174.6 457.4 251.9 0.19 6.6 2.2 0.90 0.01 0.32

C.V. 52.1 23.8 34.8 24.3 19.0 39.6 67.5 54.2 23.30 16.50 87.90

�̅�= Media de las muestras; S= Desviación estándar; C.V. (%)= Coeficiente de variación. Número de observaciones

en maguey largo n= 7. Número de observaciones en maguey espadín n= 15. Número de observaciones en maguey

canastudo n= 3.

Respecto a los microelementos, se observó que el Fe presentó la concentración más alta en las

tres especies, esto es, 14.7 mg L-1, 21.6 mg L-1 y 23.6 mg L-1 en A. karwinskii, A. angustifolia y

A. americana respectivamente (Cuadro 4). Mientras que el Cu reportó las concentración más

bajas con 0.15 mg L-1 y 0.065 mg L-1 en A. karwinskii y A. americana, respectivamente. Los

elementos con mayor variabilidad fueron el Cd (C.V.= 128.6) en A. karwinskii y Cu en A.

karwinskii y A. americana (C.V.= 182.6 y C.V.= 141.4 respectivamente).

Cuadro 4. Contenido de minerales en muestras de fermentos.

Agave Minerales en Fermentos (mg L-1)


Ak �̅� 55.3 159.9 643.2 657.9 774.2 0.15 14.7 2.3 10.9 0.57 0.16

S 21.8 0.65 79.1 157.5 36.4 0.11 7.4 1.5 3.1 0.73 0.03

CV 39.4 0.41 12.3 23.9 4.7 70.6 50.11 65.7 27.9 128.6 21.7

Aa �̅� 95.3 463.8 428.6 684.9 669.9 0.19 21.6 3.2 6.3 0.165 0.22

S 65.7 653.8 87.9 193.4 198.1 0.39 20.5 1.5 2.9 0.08 0.19

CV 68.9 140.9 20.5 28.2 29.6 182.6 94.9 48.3 47.2 48.9 88.1

Aam �̅� 411.9 123.9 431.9 794.9 875.4 0.06 23.6 8.9 6.7 0.17 0.24

S 400.8 26.8 8.4 2.9 22.3 0.09 15.5 7.7 2.7 0.01 0.05

CV 97.3 21.6 1.9 0.37 2.6 141.40 65.6 86.6 41.2 8.3 23.6

�̅�= Media de las muestras; S= Desviación estándar; C.V. (%)= Coeficiente de variación; Ak= Agave karwinskii ; Aa=

Agave angustifolia Haw ; Aam= Agave americana.


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Concentración mineral en destilados de Agave

Agave karwinskii. Los mostos fermentados son colocados hasta dos terceras partes del volumen

de una olla-depósito de destilación fabricada de barro cocido. El vapor que se condensa y

precipita es captado por un aditamento que lo conduce al exterior hacia a un depósito para el

destilado. Los destilados del A. karwinskii presentaron variaciones en el contenido mineral, estas

incluyen los destilados de punta (inicio del destilado), mezcal (parte media del destilado) y cola

(parte final de la destilación). La fracción de punta del destilado tuvo mayor concentración de P

(5.03 mg L-1), Na (0.57 mg L-1) y Mn (0.028 mg L-1) en comparación al “destilado de cola”, que

presentó concentraciones menores de P (0.49 mg L-1), Na (0.12 mg L-1) y Mn (0.003 mg L-1). La

concentración de K (0.01 mg L-1), Ca (0.86), Cd (0.015 mg L-1) y Pb (0.14 mg L-1) en el destilado

de punta fue menor, en comparación al destilado de cola (K 0.09 mg L-1, Ca 0.94 mg L-1, Cd

0.016 mg L-1 y Pb 0.76 mg L-1) que presentaron concentraciones mayores. El Cu presentó

concentraciones variadas que van de 0.974 mg L-1 en punta, hasta 0.88 mg L-1 en cola (Cuadro 5).

Cuadro 5. Contenido de minerales en destilados muestreados.

Destilados

Minerales (mg L-1)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Agave karwinskii - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -


P¶ 5.03 0.57 0.01 0.86 ND 0.74 ND 0.02 ND 0.01 0.14

M 3.20 0.03 0.03 0.62 ND 0.74 ND 0.00 ND 0.01 1.82

M 4.70 0.13 0.10 0.71 ND 0.74 ND 0.00 ND 0.01 1.08

C¶¶ 0.49 0.12 0.09 0.94 ND 0.88 ND 0.00 ND 0.01 0.76

�̅� 3.35 0.21 0.05 0.78 - 0.775 - 0.01 - 0.01 0.95

S 2.1 0.26 0.04 0.14 - 0.07 - 0.01 - 0.00 0.69

C.V. 61.70 114.4 77.6 18.50 - 9.0 - 113.0 - 12.60 73.60

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Agave angustifolia Haw - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

P¶ 9.63 0.00 0.042 0.55 ND 0.39 ND 0.01 ND 0.01 0.98

M 5.05 0.28 0.52 0.77 ND 0.50 ND 0.00 ND 0.01 0.62

C¶¶ 0.51 0.12 0.17 1.71 ND 0.280 0.12 0.00 0.02 0.01 0.67

�̅� 5.13 0.10 0.060 0.933 - 0.41 0.01 0.00 0.00 0.01 0.67

S 4.50 0.21 0.73 0.61 - 0.15 0.03 0.00 0.00 0.00 0.40

C.V. 88.00 196.30 1214.0 65.0 - 36.40 355.8

0 124.30 231.

2 10.50 53.10

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Agave americana - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

P¶ 5.34 0.16 0.16 0.49 ND 0.55 ND 0.00 ND 0.01 1.01

M 0.97 0.38 0.42 1.98 ND 1.88 ND 0.17 ND 0.01 0.63

C¶¶ 0.41 0.04 0.39 0.70 ND 0.84 ND 0.003 ND 0.01 6.48

�̅� 2.60 0.14 0.30 0.79 - 0.84 - 0.03 - 0.01 1.95

S 3.9 0.18 0.24 0.69 - 0.69 - 0.07 - 0.00 2.60

C.V. 149.0 117.90 76.70 87.80 - 81.50 - 214.80 - 20.30 133.50

�̅�= Media de las muestras; S= Desviación estándar; C.V. (%)= Coeficiente de variación; ND: Nivel no detectado con

el método y equipo utilizado. ¶ Se refiere al primer destilado (alto grado de alcohol). ¶¶ Se refiere al destilado final

(grado de alcohol bajo). P= punta; M=mezcal; C=cola.


98

Agave angustifolia Haw. La concentración de P (9.63 mg L-1) en destilado de punta fue mayor.

Se reportó una concentración de Na, K, y Ca promedio de 0.10, 0.06 y 0.93 mg L-1,

respectivamente. Mientras que de los microelementos, el Cu, Mn, Cd y Pb se encontraron en

0.41, 0.006, 0.01 y 0.67 mg L-1, respectivamente (Cuadro 5).

Agave americana. El destilado de punta presentó mayor concentración de P (5.34 mg L-1) y Na

(0.16 mg L-1) en comparación al destilado de cola (P 0.41 mg L-1, Na 0.04 mg L-1). La

concentración de K (0.16 mg L-1), Ca (0.49 mg L-1), Cu (.55 mg L-1), Mn (0.00 mg L-1) y Pb

(1.01 mg L-1) en destilado de punta fue menor en comparación al destilado de cola (0.39, 0.70,

0.84, 0.003 y 6.48 mg L-1, respectivamente). El Cd presentó concentraciones de 0.014 mg L-1 en

punta y 0.013 mg L-1 en cola (Cuadro 5).

Análisis del agua utilizada en la elaboración del mezcal

El contenido mineral del agua utilizada durante el proceso de elaboración del mezcal, presentó en

promedio concentraciones de 1.61 mg L-1 de P, 6.9 mg L-1 de Na, 0.33 mg L-1 de K, 9.31 mg L-1

de Ca, 9.57 mg L-1 de Mg (Cuadro 6). El contenido de Cu, Mn, Zn, Cd y Pb se identificó en

concentraciones mínimas 0.008, 0.011, 0.005, 0.011 y 0.19 mg L-1, respectivamente; mientras

que el Fe no se detectó. Dentro de los elementos que se encuentran en la norma para agua de

consumo humano NOM-127-SSA-1994 (2000), el Cu, Na, Fe, Mn, Zn, se encuentran dentro de

los límites permisibles, mientras que en el Cd y Pb se encontraron valores superiores a los límites

permisibles según la norma.

Cuadro 6. Contenido de minerales en muestras de agua.

Muestra Minerales en agua (mg L-1)


1 1.61 6.84 0.35 9.81 9.80 0.007 ND 0.011 0.005 0.01 0.18

2 1.61 6.96 0.32 8.80 9.34 0.009 ND 0.012 0.005 0.013 0.20

Límites

permisibles¶ - 200.00 - - - 2.00 0.30 0.15 5.00 0.005 0.01

�̅� 1.61 6.90 0.33 9.31 9.57 0.008 0 0.011 0.005 0.011 0.19

�̅�= media de las muestras; S= desviación estándar; C.V. (%)= coeficiente de variación; ND = nivel no detectado con

el método y equipo utilizado. ¶ Cantidad máxima permisible para consumo humano según la NOM-127-SSA-1994.

Cuadro 7. Comparación con los límites permisibles según la NOM-142-SSA1-1995.

Mineral A. karwinskii A. angustifolia A. americana Parámetros permisibles (mg L-1)

(NOM-142-SSA1- 1995) - - - - - - - mg L-1 - - - - - - - -

Pb 0.95 0.676 1.95 0.5

Zn ND 0.004 ND 1.5

Cu 0.775 0.41 0.844 2.0

ND: Nivel no detectado con el método y equipo utilizado

Comparación mineral del mezcal con la NOM-142-SSA1-1995

De los mezcales obtenidos como producto de los destilados de A. karwinskii, A. angustifolia y A.

americana, se comparó el contenido de Pb, Zn y Cd, con los valores establecidos por la NOM-


99

142-SSA1-1995 (1996). El Pb rebasa los límites permisibles (0.5 mg L-1) en el mezcal de las tres

especies. El Cu y Zn se encuentran dentro del límite establecido para el consumo humano

(Cuadro 7).

DISCUSIÓN

En el proceso de elaboración de mezcal al usar A. karwinskii, A. angustifolia y A. americana

como materia prima, las concentraciones minerales fueron variadas en las diferentes etapas del

proceso de elaboración de mezcal artesanal.

La concentración de los elementos P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cd disminuyó cuando fueron

sometidas a cocción (piñas cocidas) después de la cosecha (piñas crudas), disminuyó en general

51.3 hasta 92% con respecto a la piña cruda en A. karwinskii. Posiblemente esto se debió a altas

temperaturas en la cocción, lo que hizo que los minerales se arrastraran por el vapor de agua. En

esta etapa se requieren altas temperaturas (Antonio et al., 2015) de aproximadamente 400 °C en

la zona cercana a los materiales en combustión, y de 119 °C en la zona de materia prima de agave

(Zamora et al., 2010) durante 72 h de cocción húmeda. Algunos elementos o compuestos poseen

características termosensible, experimentan pérdidas al aplicar calor y oxidación durante la

cocción, y otros se pierden por procesos de lixiviación (Suarez et al., 2004).

Así mismo, las concentraciones de P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cd disminuyeron en el fermento

con respecto a la piña cocida, esto posiblemente se debió, sin demostrarlo en este trabajo, que

durante el proceso de la fermentación se agrega agua, lo cual diluye la concentración de los

minerales, además, un porcentaje de estos elementos se quedan en el bagazo. Los jugos obtenidos

de la molienda, son diluidos y puestos en reposo para inducir la fermentación, a través de la cual,

los azúcares son transformados en alcohol (Medina et al., 2011; Castro y Guerrero, 2013) por la

ruta bioquímica de la glucólisis que consta en tres etapas, en la primera se forma el gliceraldehído

3–fosfato, en la segunda ocurre la reacción de óxido-reducción, y en la tercera etapa se forman

los productos de la fermentación: el etanol y CO2 (Bautista et al., 2001). Durante este proceso

ocurre una gran actividad enzimática, los elementos y compuestos se sintetizan (Téllez, 1988), lo

cual influye en la concentración de los minerales estudiados. Al final del proceso en los

destilados (mezcal), las concentraciones disminuyeron aproximadamente 90% respecto al inicio

en la piña cruda.

El P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cd presentaron el mismo comportamiento (disminución en todo el

proceso) en el A. angustifolia y en el A. americana. Sus concentraciones disminuyeron en las

piñas cocidas de 34.3 hasta 91.2% en A. angustifolia y de 24.4 hasta 94.5% en A. americana

respecto a la piña cruda. De la misma manera su contenido disminuyó en el fermento respecto a

la piña cocida. Al final, en la etapa de destilado la concentración de cada elemento disminuyó

99% aproximadamente en A. angustifolia y de 99.3 hasta 100% en A. americana con respecto al

inicio del proceso (en piñas crudas en la cosecha).

Al inicio del proceso el Cu presentó en la piña cruda de los Agaves 2.9 mg kg-1, 3.6 mg kg-1 y

16.4 mg kg-1 (A. karwinskii, A. angustifolia y A. americana, respectivamente) su concentración

disminuyó en la piña cocida (0.23, 0.35 y 0.49 mg L-1 respectivamente) y en el fermento (0.15,

0.19 y 0.065 mg L-1 respectivamente) y al finalizar en el destilado, aumentó a 0.77, 0.57 y 0.84

mg L-1 (en A. karwinskii, A. angustifolia y A. americana, respectivamente ). El aumento de cobre


100

en el destilado posiblemente se debió, a que el cazo del alambique utilizado en esta etapa es de

cobre, y aunado a las altas temperaturas (250 °C) hay desprendimiento de esté elemento.

Además, en este proceso se generan cambios fisicoquímicos en el contenido de la olla (Antonio

et al., 2015), el mosto es sometido a un calentamiento, evaporación y condensación (Castro y

Guerrero, 2013). Tradicionalmente, estos instrumentos son utilizados en la fabricación de mezcal

artesanal (Bautista, et al., 2015) y cuando utilizan otros materiales, los productores argumentan

que se demerita la calidad del producto final.

La concentración de Fe en piña cruda de A. karwinskii, A. angustifolia y A. americana inició

con 8.1, 29.2, y 122.4 mg kg-1, respectivamente. En la piña cocida de A. karwinskii aumentó a

16.9 mgL-1, el aumento posiblemente se debió a la presencia de piedras en el horno que contienen

Fe, ya que en el destilado no se detectó la presencia de este elemento. Este argumento coincide

con lo mencionado por Camacho et al. (2005) en el que las formas de Fe desempeñan un papel

importante en el comportamiento y en la manifestación de algunas de las propiedades del suelo,

como: color, procesos óxido-reducción y estabilidad de la estructura. En este caso, el proceso de

horneado implica aplicación de calor dentro de un hoyo de tierra cubierto de piedras de río. Con

respecto al A. angustifolia y A. americana, el Fe disminuyó en piña cocida (9.7 y 9.8 mg L-1,

respectivamente), sin embargo en el fermento aumentó (21.6 mg L-1 y 23.6 mg L-1), quizás esto se

debió a que antes de iniciar la etapa de fermentado, se trituró la piña en un molino de fierro. Al

final, en el destilado el su contenido disminuyó de 0.009 mg L-1 hasta un nivel no detectado.

La concentración de Pb en piña cruda fue de 0.66, 1.96 y 1.6 mg kg-1 en A. karwinskii, A.

angustifolia y A. americana respectivamente. En la etapa de destilado aumentó su concentración

a 0.95 mg L-1 en A. karwinskii y 1.95 mg L-1 en A. americana. Este aumento de Pb se debió

posiblemente al material en la que se destila el mezcal, se utiliza cazos y ollas de barro (Bautista,

et al., 2015). Torres et al. (1999) en sus estudios sobre eliminación de Plomo, argumentan que las

vasijas de barro vidriadas son una fuente importante de exposición de Pb.

CONCLUSIONES

El contenido mineral de los suelos en que crecieron las plantas de agave fue variado. Los valores

más bajos de P, Na, K los presentaron los suelos en que creció el Agave americana y los más

altos fue en los suelos en que creció el A. angustifolia Haw. De acuerdo a la NOM- 021-

RECNAT-2000, los suelos donde crecieron las tres especies de Agave se encuentran en un nivel

medio de K y Ca; en niveles altos de Mg; en un nivel adecuado de Cu, Fe, Mn y Zn; en un nivel

normal de Cd; y en un nivel bajo de P. El elemento de mayor concentración en las tres especies

de Agave estudiadas durante todo el proceso fue el Ca. El Mg, Mn, Fe, Zn y Cd son los elementos

que presentaron las concentraciones más bajas en el mezcal (destilados) hasta niveles no

detectados por el método y equipo utilizado. El comportamiento de los elementos P, Na, K, Ca,

Mg, Mn, Cd y Zn fue decreciente durante el proceso. Las piñas crudas cuando son sometidas a

cocción a altas temperaturas (400 °C), su contenido mineral disminuye desde 50 a 92%. Y

cuando sus jugos son sometidos a un proceso de fermentación y destilación para obtener una

bebida alcohólica como el mezcal sus concentraciones disminuyen más del 90%. El Cu y Pb

fueron los elementos que disminuyeron y posteriormente en la destilación aumentaron su

concentración en A. karwinskii y A. americana. El agua utilizada durante el proceso de

elaboración del mezcal cumple parcialmente los estándares establecidos, ya que el Cd y Pb se

encuentran por encima de los límites permisibles.


101

LITERATURA CITADA

Antonio-Bautista, J., S. Orozco-Cirilo y E. Terán-Melchor. 2015. La disminución de la

producción artesanal de mezcal en la Región del mezcal de Oaxaca, México Revista Mexicana

de Ciencias Agrícolas 6(6): 1291-1305.

Bautista-Justo M., L. García-Oropeza, J. E. Barboza-Corona y L. A. Parra-Negrete. 2001. El

Agave tequilana Weber y la producción de tequila. Acta universitaria 11(2): 26-34.

Blomberg, L. 2000. Tequila de mezcal y pulque, lo auténtico Mexicano. Ed. Diana, S.A. de C.V.,

México D.F. 314 p.

Camacho-Díaz, E., J. Ruiz-Careaga, M. Deyta-Sánchez, Y. Deyta-Sánchez y M. García-Gamboa.

2005. Contenido y distribución de las formas de hierro en algunos suelos de la Sierra Norte de

Puebla. Terra Latinoamericana 23(2): 175-181.

Castro-Díaz A. S. y J.A. Guerrero-Beltrán. 2013. El Agave y sus productos. Temas selectos de

Ingeniería de alimentos 7(2): 53-61.

Chagoya-Méndez, V. M. 2004. Diagnóstico de la cadena productiva del sistema producto

Maguey-Mezcal. COMMAC, SAGARPA-Delegación Oaxaca, SEDAF-Gobierno del estado

de Oaxaca. http://www.oiedrus-oaxaca.gob.mx/ Estudios/diagnostico/SPMM%20VERSION%

FINAL.swf (consultado: 26/02/2016).

Chapman-Homer, D. y P. Parket F. 2000. Métodos de análisis para suelos, plantas y agua.

Editorial Trillas. México. pp. 138-148.

Cruz-García, H., J. R. Enríquez-del Valle, V. A. Velasco-Velasco, J. Ruiz-Luna, G. V. Campos-

Ángeles y D. E. Aquino-García. 2013. Nutrimentos y carbohidratos en plantas de Agave

angustifolia Haw. y Agave karwinskii Zucc. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 6: 1161-

1173.

Enríquez-del Valle, J. R. 2008. La propagación y crecimiento de Agaves. Carteles Editores

P.G.O. S.A De C.V. México. 46 P.

Etchevers B, J.D. 2001. Manual de procedimientos analíticos para análisis de suelos y plantas del

laboratorio de fertilidad de suelos. IRENAT. Colegio de Posgraduados. Sociedad Mexicana de

la Ciencia del Suelo A. C. México. https://scholar.google.com/scholar_lookup?title=+Manual

+de+procedimientos+anal%C3%ADticos+para+an%C3%A1lisis+de+suelos+y+plantas+del+l

aboratorio+de+fertilidad+de+suelos&author=Etchevers+B.+J.&publication_year=2001(consul

tado: 26/02/2016).

García-Mendoza, A. J., M. J. Ordóñez, M. Briones-Salas. 2004. Biodiversidad de Oaxaca.

Instituto de biología, Universidad Nacional Autónoma de México-Fondo Oaxaqueño para la

Conservación de la Naturaleza-World-Wildlife Fund. México D. F. pp. 99-159.

Granados-Sánchez, D. 1993. Los agaves en México. Universidad Autónoma Chapingo. México.

pp. 31-61.

ICAPET. 1999. Gobierno del estado de Oaxaca. Primer Censo de la Industria del Mezcal en

Oaxaca. Instituto de Capacitación y Productividad para el Trabajo del Estado de Oaxaca. 40 p.

INEGI. 2005. Prontuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos.

Santa Catarina Minas, Oaxaca. Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Información.

Clave geoestadística 20368. México. http://www3.inegi.org.mx/contenidos/app/mexicocifras

/datos_geograficos/20/20368.pdf (consultado: 25/02/2016).

León-Vásquez. N., G. V. Campos-Ángeles, J. Enríquez-del Valle, V. A. Velasco-Velasco, F.

Marini-Zúñiga y G. Rodríguez-Ortiz. 2013. Diversidad de especies de agave en San Miguel

Tilquiapam, Ocotlán, Oaxaca. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas 6: 1185-1195.


102

Medina-Valtierra, G., R. Juárez-Ciprés and A. Peña-Álvarez. 2011. Identification and

quantification of aldehydes in mescal by solid phase microextraction with on-fiber

derivatization–gas cromatography. Journal of the Mexican Chemical Society 55(2): 84-88.

Molina-Guerrero J. A., J.E. Botello-Álvarez, A. Estrada-Baltazar, J.L. Navarrete-Bolaños, H.

Jiménez-Islas, M. Cárdenas-Manríquez y R. Rico-Martínez. 2007. Compuestos volátiles en el

mezcal. Revista Mexicana de Ingeniería Química 6(1): 41- 50.

Moncada, R. L. M. y L. Gualdrón. 2006. Retención de nutrientes en la cocción, freído y horneado

de tres alimentos energéticos. Revista de Investigación 6(2): 197-187.

NOM-021-RECNAT-2000. 2002. Norma Oficial Mexicana. Que establece las especificaciones

de fertilidad, salinidad y clasificación de suelos. Estudios, muestreo y análisis. Diario Oficial.

Secretaría del Medio Ambiente Recursos Naturales. 73 p.

NOM-127-SSA1-1994. 2000. Agua para uso y consumo humano. Límites permisibles de calidad

y tratamientos que debe someterse el agua para su potabilización. Modificación a la Norma

Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994, Salud Ambiental. Secretaria de Salud. México.

http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/m127ssa14.html (consultado: 25/02/2016).

NOM-142-SSA1-1995. 1997. Bienes y servicios. Bebidas alcohólicas. Especificaciones

sanitarias. Etiquetado sanitario y comercial. Diario Oficial de la Federación.

http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/142ssa15.html (consultado: 25/02/2016).

Suárez-Hernández, P., E. M. Rodríguez-Rodríguez y C. Díaz-Romero. 2004. Cambios en el valor

nutritivo de patatas durante distintos tratamientos culinarios. Ciencia y Tecnología

Alimentaria 4(4): 257-261.

Téllez, M. P. 1988. El cocimiento, una etapa importante en la producción del tequila. Bebidas

Mexicanas 7(1):19-20.

Torres-Sánchez, L., L. López-Carrillo y C. Ríos. 1999. Eliminación del plomo por curado casero.

Salud Pública de México 41(2): 105-108.

Vera-Guzmán, A. M., P. A. Santiago-García y M.G. López. 2009. Compuestos volátiles

aromáticos generados durante la elaboración de mezcal de Agave angustifolia y Agave

potatorum. Revista Fitotecnia Mexicana 32(4): 273-279.

Zamora, P., F. Juárez, R. Aguirre, P. Ortiz y H. Godínez, F. Álvarez. 2010. Variación de la

concentración de azúcares y saponinas durante la cocción del maguey mezcalero potosino. e-

Gnosis 8: 1-11.

[mineral concentration in mescal process stages … vol... · el proceso de elaboración de mezcal...

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